Цифровой измеритель температуры

(21) 3749 (22) 07.0 (46) 30, (71) Льво 37/24-1 .84 .86. Бюл ский ор Р 4 а Ленина политехм. Ленинского комнстит нически сомола(72) В.Б. Здеб и В.А, Яцук (53) 536.531(08 (56) Авторское Р 1116329, кл.Авторское св Р 1232962, кл,.Н гир 8.8)свидеО 01 СССР1983.ССР1984. ельств 7116,ьство 7/16, ет 01 ЦИФРОВОЙ И 31Изобретением измерениям РИТКЛЬ ТЕИПЕРАТУРЫтносится к темпераЦель изобретенияля, путем исключетур ение измерит вышение экономи ни сумматора ии измерителягопотребляюш т уменьшенияентов. Иэмереа сч ст е м двухкратноая временл ето сто роизводятсягрирования. Пгрирования в н т втором так ерво инт ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСИОМУ СВИ те преобразования остается неизменной. На протяжении времени 1, с генератора 15 счетных импульсов через селектор 18 проходят импульсы на суммируюций вход реверсивного счетчика 20 импульсов. Окончание времени С 1 ксируется срабатыванием нуль-органа 13. Во втором цикле работы подвижпый контакт переключателя 2 через его первый вход подключается к источипу 1 опорного напряжения. На протя" женин времени 1 с генератора 15 счетных импульсов через селектор 18 проходят импульсы на вычитающий вход реверсивного счетчика 20 импульсов. На схему 19 линеаризации импульсы с генератора 15 импульсов через селектор 17 проходят на протяжении времени С=1 -1. Схема 19 линеариуэации моделирует Функцию преобразования термопреобраэователя 5, и на цифровом отсчетном устройстве 21 получают показание, равное значению измеряемой температуры. 1 ил.26771 Ъгде Ц - напряжение источника опороного напряжения;Т - время интегрирования напряжения.Следует отметить, что постояннаявремени интегрирования в первом ивтором такте преобразования остаетсянеизменной. На протяжении временис генератора 15 счетных импульсов О через второй селектор 18 проходятимпульсы на суммирующий вход реверсивного счетчика 20 импульсов. Окончание времени 1, фиксируется срабатыванием нуль-органа 13. В реверсивный 5 счетчик 20 импульсов запишется числоимпульсов11, =т Г ,( 3 )где Г - частота следования импульосов с генератора 15 счетных 20 импульсов.Во втором цикле работы подвижныйконтакт переключателя 2 через егопервый вход подключается к источнику1 опорного напряжения.25 11 сн С 1) где Б- напряжение источника напряжения смещения;6 - приведенный ко входу интегратора дрейф эквивалентного напряжения смещения операционных усилителей 6 и 9.Напряжение Б, преобразуется в ин-. тервал времени 1,= -- ТЬЦо 1Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к переносным цифровым измерителям температуры с использованием термопреобразователей сопротивления.Целью изобретения является упрощение измерителя, путем исключениясумматора и повышение экономичностиизмерителя эа счет уменьшения числаэнергопотребляющих элементов.На чертеже представлена блок-схе"ма предлагаемого цифрового измерителя температуры.Измеритель температуры содержитисточник 1 опорного напряжения, переключатель 2, первый образцовыйрезистор 3, второй образцовый резистор 4, термопреобразователь 5 сопротивления, первый операционный усилитель 6, третий образцовый резистор 7, четвертый образцовый резистор8, второй операционный усилитель 9,коммутатор 10, источник 11 напряжения смешения, интегратор 12, нульорган 13, блок 14 управления, генератор 15 счетных импульсов, схему 16индикации полярности, первый селектор 17, второй селектор 18, схему19 линеаризации, реверсивный счетчик20 импульсов, цифровое отсчетное устройство 21,Цифровой измеритель температурыработает в два цикла следующим образом,В исходном состоянии реверсивныйсчетчик 20 импульсов, схема 9 линеаризации и цифровое отсчетное устройство 21, по сигналам с блока управления, установлены в нулевые состояния, подвижный контакт переключателя 2 через его второй вход подключен к общему проводу измерителя. Измерения производятся методом двухкратного интегрирования.В первом цикле измеряется напряже- ние На вход интегратора 12 подаетсянапряжение1где В, - сопротивление первого образцового резистора 3;В - сопротивление второго об 2разцового рези"тора 4;В - сопротивление третьего образцового резистора 7;35В - сопротивление четвертогоаобразцового резистора 8;В 1 - сопротивление термопреобразователя 5 сопротивления.Напряжение 11 преобразуется в интервал времениС = 2 Т= Ва - Ва -В + Ь +СсуБ В, В В ЦСледует отметить, что интервалвремени 1 формируется сигналом подключения к входу интегратора 12 напряжения 11 и сигналом, фиксирующимсрабатывание нуль-органа 13. В течение времени 1 с генератора 15 счет 2ных импульсов через второй селектор18 проходят импульсы на вычитающийвход реверсивного счетчика 20 импульсов.Первый селектор 17 по команде сблока 14 управления разрешает прохож дение импульсов с генератора 15 счетных импульсов через схему 19 линеаризации на цифровое отсчетное устройство 21 в промежутке между сраба1267 7 ВНИИПИ Заказ 5752/35 Тираж 778 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 т ыванием нуль-органа 13 и переходомчерез нуль реверсивного счетчика 20 импульсов.Таким образом, на схему 19 линеаризации импульсы с генератора 15 им пульсов через селектор 17 проходят в течение времени 1с,=с,-с,= ( в.".с-" ), т. (6)Б 4 Бг1 О Для обеспечения линейной зависимости напряжения 2 от отклонения сопротивления терморезистивного преобразователя 5 обеспечивает равенство2 3 41 5 где В - сопротивление термопреобрафоОзователя 5 при 0 С.В общем случае зависимость сопротивления Б от температуры выражается зависимостьюВ=В, + ь Б (8) где В - прйращение сопротивлениятермопреобразователя 5 приизменении измеряемой темо,пературы среды от 0 С.Подставив выражение (8) в (7) и учитывая соотношение (6) запишем4 Б 4 (Бс- Б) г + Б 4(9) На схему линеаризации поступит количество импульсов Е),=, Г:Б,.Г, Т(10)Б ВДанные импульсы проходят функциональное. преобразование в схеме 19 линеариэации и поступают на цифровое отсчетное устройство 21. Схема 19 линеаризации моделирует функцию преобразования термопреобразователя 5 и на цифровом отсчетном устройстве получают показание, равное значению измеряемой температуры. Как видно из выражения (6) результат иэ мерения не зависит от эквивалентногонапряжения смещения операционных усилителей 6 и 9 и от значенияи 1 о. Формула изобретения 5 О Цифровой измеритель температуры,содержащий термопреобразователь сопротивления, переключатель, первыйобразцовый реэистор, первый операционный .усилитель, неинвертирующийвход которого соединен с общим про"водом измерителя, инвентирующий входсоединен с,точкой соединения первыхвыводов второго образцового резистора и.термопреобразователя сопротивления, а выход через третий образцовый резистор подключен к ипвентирующему входу второго операционногоусилителя, соединенного через четвертый образцовый резистор с его выходом, неинвентирующий вход которогосоедйнен с общей шиной измерителя,интегратор, вход которого через коммутатор соединен с выходами источника напряжения смещения и второго операционного усилителя, а выход черезнуль-орган подключен к блоку управления, выходы которого соединены суправляющими входами переключателя,коммутатора, блока определения полярности, первого и второго селекторов, схемы линеаризации и цифровогоотсчетного устройства, генератор,выход которого соединен с входамиселекторов, выходы которых соответственно подключены к входу схемы линеаризации, соединенной с цифровымотсчетным устройством и входами реверсивного счетчика, выход которогоподкгючен к блоку управления, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения измерителя, путем исключения сумматора и повышения экономичности измерителя за счет умень-шения числа энергопотребляющих элементов, в него введен источник опорного напряжения, первый вывод которого подключен к общему проводу измерителя и первому входу переключателя,а второй вывод соединен с входомкоммутатора и вторым входом переклю:чателя, выход которого соединен свторым выводом второго образцовогорезистора и через первый образцовыйрезистор подключен к инвентирующемувходу второго .операционного усилителя, при этом второй вывод термопреобразователя сопротивления подключенк выходу первого операционного усилителя.